Радиомаячные системы I категории

 

Курсовые и глиссадные радиомаячные системы I категории обеспечивают задание плоскостей курса и глиссады амплитудным равносигнальным методом. Для этого с помощью антенных систем каждого радиомаяка, диаграммы направленности которых отображают функциями F₁( v) и F₂( v) , формируется два амплитудно-модулированных поля излучения, одно из которых характеризуется частотой модуляции W _i (вырабатывается ГНЧ1), другое – частотой модуляции W₂  (вырабатывается ГНЧ2) (рис.6.3):

 

e₁ = E_mF₁(v)(1+mcos W _i t)cos w t

e₂ = E_mF₂(v)(1+mcos W ₂ t)cos w t

Результирующее поле излучения также оказывается модулированным по амплитуде (амплитудными модуляторами АМ1 и АМ2) колебаниями частот W _i и W₂ , и глубины модуляции получаются равными

 

m₁ = mF₁(v)/ [ F₁(v)+F₂(v) ]

m₂ = mF₂(v)/ [ F₁(v)+F₂(v) ]

На выходе бортового приемникавыделяются огибающие колебаний частот W _i и W₂ и определяется разность амплитуд огибающих, которая пропорциональна разности глубин модуляции РГМ = т₁ – m₂. Зависимость РГМ от угловых координат пропорциональна зависимости разности радиусов-векторов ДН F₁ ( v) и F₂ ( v) . По разности глубин модуляции можно судить о положении ЛА относительно линии глиссады.

Из принимаемых сигналов на борту ЛА формируется постоянное напряжение, пропорциональное РГМ. На равносигнальном направлении, которое совмещается с задаваемой плоскостью курса или глиссады, эта разность равна нулю, а при отклонении от него РГМ возрастает, причём знак разности (полярность выходного напряжения) зависит от стороны отклонения ЛА от равносигнального направления. Оно подводится к двухстрелочному прибору, вертикальная стрелка которого указывает положение линии курса, а горизонтальная - линии глиссады относительно ЛА.

Структурная схема КРМ равносигнального типа (рис.6.3) вклю­чает генератор высокой частоты ГВЧ, генераторы низкочастотных колебаний ГНЧ1и ГНЧ2, амплитудные модуляторы AM1и АМ2и антенны А1и А2. Колебания высокой частоты, формируемые ГВЧ, подвергаются амплитудной модуляции колебаниями низких частот 90 и 150 Гц и подводятся к антеннам А1и А2, формирующим поле излучения, распределение энергии в которых отображается ДН      f₁( v) и f₂ ( v). Линия пересечения ДН представляет собой равносигнальное направление, с помощью которого задается линия глиссады (курса).

 

 

 

Рис.6.3. Структурная схема КРМ и ГРМ равносигнального типа.

 

 

Для приема сигналов КРМ и ГРМ на борту и формирования управляющих сигналов применяются радиоприемные устройства (рис.6.4). Принятые сигналы подвергаются детектированию с помощью амплитудного детектора Д, низкочастотные колебания с выхода которого разделяются фильтрами Ф1и Ф2, настроенными на частоты 90 и 150 Гц. Эти колебания выпрямляются выпрямителями В1и В2и подводятся к схеме вычитания СВ, на выходе которой устанавливается стрелочный указатель СУ. Отображаемые им сигналы пропорциональны РГМ, а их полярность указывает сторону уклонения ЛА от линии глиссады. Выходные напряжения выпрямителей подводятся также к сумматору СС, выходной сигнал которого управляет бленкером КРП. Бленкер убирается из поля зрения, если на выходе выпрямителей действуют колебания обеих низких частот 90 и 150 Гц. При исчезновении хотя бы одного из этих колебаний бленкерная система не срабатывает, и бленкер экспонируется в поле зрения пилота, что указывает на отказ наземного РМ или бортового приемника.

Рис.6.4. Структурная схема курсового и глиссадного радиоприемников

 

Принцип действия глиссадных РМ и радиоприемников аналогичен принципу действия курсовых РМ и радиоприемников. Однако глиссадным радиомаякам присуща важная особенность, отличающая их от КРМ: в формировании поля излучения ГРМ существенное участие принимает земная поверхность вблизи его антенны. В диапазоне MB земная поверхность подобна проводнику и отражает падающее на нее излучение в верхнюю полусферу. Поэтому результирующая диаграмма направленности ГРМ образуется путём интерференции прямого и отраженного от земли излучений.

Рассмотрим процесс формирования поля излучения ГРМ несколько подробнее. Для этого представим вначале поле излучения одиночного ненаправленного излучателя, подвешенного на расстоянии h  над землей (рис.6.5). В этом случае в точку приема С сигналы от антенны приходят по двум путям: вдоль прямой линии АС (прямая волна) и вдоль ломаной АОС (отраженная волна). Так как отражение от земли в точке О происходит по законам геометрической оптики и угол отражения равен углу падения, то поле отраженного сигнала равноценно полю, создаваемому воображаемым точечным излучателем, расположенным в точке А', представляющей собой зеркальное отображение точки А относительно земли. Путь, проходимый сигналом, отражаемым землей, равен пути от воображаемого источника А' до точки приема С: А'ОС=АОС. Для полноты картины надо также учесть, что в процессе отражения фаза сигнала изменяется на 180°. Поэтому воображаемому источнику в точке А' необходимо приписать фазу, отличную от фазы реального источника в точке А' на 180°. Таким образом, система из двух противофазных точечных ненаправленных источников излучения будет по своему действию эквивалентна антенне А, расположенной у поверхности земли. Нормированная ДН излучение двух разнесенных на расстояние 2 h противофазных антенн имеет вид

 

F( b) = sin[(2 p h/ l) sin b].

Общий вид этой ДН приведен на рис.6.6.

 

Рис.6.5. Схема, иллюстрирующая влияние земли на формирование ДНА

Рис.6.6. Диаграмма направленности антенны, расположенной у поверхности земли

 

Из-за влияния земли ДН приобретает многолепестковый характер. Это следствие интерференции прямого и отраженного сигналов. Под углами b _{max ,} в которых эти сигналы синфазны, образуются максимумы результирующей ДН, под углами b _min в которых сигналы противофазны, формируются ее провалы. Нетрудно установить, что первый максимум располагается под углом: b max₁= arcsin( l/4 p) » l/4 p, первый нуль под углом: b min₁= arcsin( l/2 p) » l/2 p_.  Углы наклона максимумов по отношению к земле определяются соотношением между высотой под­веса антенны и длиной волны.

Перейдем теперь к рассмотрению принципов построения ГРМ. Для реализации равносигнального метода задания глиссады требуется две пересекающихся ДН. Для их формирования используют две антенны, устанавливаемые на различных высотах h₁ и h₂  и формирующие две различные ДН (одна из которых отмечена на рис.6.7 сплошной линией, другая - штриховой).

 

 

Рис.6.7. Диаграммы направленности антенн равносигнального ГРМ.

 

 

К этим антеннам должны подводиться колебания, модулированные по амплитуде напряжениями различных низких частот F₁ и F₂. В остальном принцип функционирования ГРМ подобен принципу функционирования КРМ.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: